第7讲、OrCAD页连接符的使用以及电源电路等绘制

在上一讲中我们学习了在OrCAD中如何使根据STM32F411CEU6的数据手册来绘制STM32F411CEU6最小系统原理图。涉及的知识点有器件的摆放、旋转、电气连接，网络连接符的使用，设计缓存的替换和更新，原理图器件编号以及重新编号等内容。

这一讲我们主要讲电源系统电路、电机驱动等电路的绘制以及页连接符的使用等。

电源系统电路绘制：

很多人在Diy这种PCB小四轴的时候，电源部分都是1S锂电池进来之后加一个3.3V的LDO稳压出3.3V的电给STM32控制系统用，然后发现在调试过程中如果不带电机转动，基本上都各个外设都正常工作，但是一旦安装上电机并驱动电机转动的时候，系统会不断重启。这是因为电机内阻小、在启动瞬间需要的电流很大，而锂电池在放电电流很大的时候，电压会明显降低，一旦低于3.3V加LDO正常工作所需的压差这个电压值，LDO就不能输出3.3V电，这时候系统会掉电重启。所以我们一般需要先采用升压电路把电池电压升到5V，然后再给LDO使用，这样的话可以保证系统不掉电。

所以DragonFly四轴飞行器中供电拓扑如图1所示，1S锂电池进来之后经过SX1308升压为5V，然后再和USB接口进来的5V合并，经过二极管压降之后电压约为4.7V左右，在电池电压波动的时候，这个4.7V基本可以保持不变。然后使用两个ME6206降压为3.3V分别供wifi和STM32等器件使用。RGBLED灯使用的也是这个4.7V，整个系统中。只有720空心杯电机通过MOS管直接使用电池供电。

图1：DragonFly四轴飞行器中供电拓扑

 

根据以上拓扑图绘制电源系统原理图如图2，其中SX1308等器件都可以在数据手册上找对推荐电路，而且是比较常用的Boost升压电路，此处不讲。

图2：DragonFlyV2电源系统原理图

 

电机驱动电路绘制：

DragonFlyV2使用的电机是720空心杯电机，属于直流有刷电机。720表征他的尺寸，电机直径7mm，长度20mm。我们定制的720空心杯电机供电为3.7V-4.2V，转速为45000转/min，空载转动电流约为100ma，带负载转动时，启动瞬间峰值电流可能达到2-3A。

我们使用NMOS管SI2302来驱动720空心杯电机。因为电机是感性负载，所以我们在电机两端并联一个二极管（注意二极管的方向），这个二极管可以快速泄放在MOS管关断之后由于电机转动产生的感应电动势。经过实验，我发现并联一个电容的效果比并联一个二极管来泄放效果更好，但是尚无明确的理论支撑。所以我们在绘制电路图的时候两个器件都加上，在实际使用中根据实际情况来选择焊接。为了在编写PWM驱动的时候方便用万用表观察波形，我们给PWM入口处加一个TP点。整个电路如图3所示。

图3：720空心杯电机驱动电路图

 

页连接符的使用：

在图3中大家可以看到电机的驱动信号PWM1，我们使用页连接符直接从MCU页连接到Motor页。在OrCAD中，我们使用这种页连接符来完成跨页的信号连接。这里提几个操作：

1. 如何为跨页连接符添加页码
2. 如何快速跳转到本信号所在的其他页

本讲视频：

使用Cadence17.2 OrCAD Allegro绘制小马哥DragonFly四轴飞行器(STM32F4主控)PCB四层板教程

 

本讲内容总结：

电源电路绘制

电机驱动电路绘制

页连接符的使用

 

下讲内容提要：

原理图检查

网表导出

PDF导出

BOM导出

本讲主要内容为在OrCAD中进行电源电路绘制、电机驱动电路绘制，涉及到的知识点有页连接符的使用、批量修改元器件属性等知识。